Оптический диск и устройство для сканирования оптического диска

 

Изобретение относится к оптическому диску, содержащему область для записи данных, закодированных в оптических метках с плотностью записи. Область записи содержит круговые или спиральные дорожки, сформированные с помощью сервоструктуры, содержащей заголовки, чередующиеся с частями дорожки. Заголовки содержат информацию о местоположении, закодированную в предварительно сформированных метках. Части дорожек содержат периодические характеристики, например качание, для синхронизации операций записи и считывания данных. Благодаря тому, что фаза периодических характеристик содержит скачок фазы на заданном расстоянии перед каждым заголовком, обеспечивается надежное обнаружение заголовков. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится к оптическому диску, содержащему область для записи данных, закодированных в оптических метках с плотностью записи, причем область записи содержит круговые и спиральные дорожки, обеспеченные сервоструктурой, содержащей заголовки, чередующиеся с положениями дорожек, причем заголовки содержат информацию о местоположении, закодированную с плотностью заголовков, и части дорожек содержат периодические характеристики.

Изобретение дополнительно относится к устройствам для записи данных на оптический диск, причем устройство содержит записывающую головку, средство управления записью и средство для позиционирования записывающей головки на дорожке в записываемом положении, при этом средство позиционирования, средство для обнаружения заголовков для поиска информации о местоположении из заголовков.

Изобретение дополнительно относится к устройству для считывания данных с оптического диска, причем устройство содержит считывающую головку, средство управления считыванием и средство для позиционирования считывающей головки на дорожке в считываемом положении, при этом средство позиционирования содержит средство обнаружения заголовков для поиска информации о местоположении из заголовков.

Такой носитель записи и устройство известны из Европейской заявки на патент ЕР 0587019, документ D1 в списке цитируемых документов. Документ раскрывает носитель записи в виде оптического диска, имеющего область записи, содержащую структуру углублений, расположенных на подложке, образуя сервоструктуру из круговых и спиральных дорожек. Дорожки выполнены с периодическими характеристиками, которые образованы с помощью сервопит, которые распределены вдоль оборотов дорожки на регулярных угловых интервалах. Дорожки записи делятся в продольном направлении на части дорожки, чередующиеся с заголовками. Заголовки содержат информацию о местоположении, например адресную область, содержащую предварительно закодированные адресные метки. Заголовки формируют в процессе изготовления, например, в форме так называемых подготовительных пит, сформированных в процессе тиснения. Адресные метки представляют собой информацию о положении для позиционирования записывающей головки на требуемую дорожку и показывают адрес области записи, следующей за адресной областью. В направлении, поперечном дорожкам, то есть радиальном, заголовки выровнены. Диск содержит один адрес дорожки и фиксированное число выровненных в радиальном направлении сервопит на каждом обороте, образуя так называемую выборочную сервоструктуру. Сервоструктура, содержащая выровненные в радиальном направлении элементы, называется сервоструктурой с постоянной угловой скоростью (ПУС (CAV)), и она будет сканироваться с помощью сервосистемы, имеющей цепь фазовой синхронизации (ЦФС) для выработки сервочастоты, синхронизированной с частотой вращения диска. Адресные метки имеют размер, который будет считываться синхронно с частотой сервосистемы. Кроме того, цепь фазовой синхронизации данных выполнена с возможностью синхронизации данных, синхронизированных со скоростью и операциями считывания/записи данных, которые выполняются по существу с постоянной линейной плотностью, которая соответствует хорошо известной системе с постоянной линейной скоростью (ПЛС). При "перескоке" на новое радиальное положение точку установки частоты вращения или точку установки синхронизации данных регулируют в новом положении, но цепь фазовой синхронизации сервосистемы остается синхронизированной с сервоструктурой ПУС. Следовательно, адреса в заголовках всегда можно считать на сервочастоте. Устройство записи содержит оптическую систему для записи и считывания информации с помощью пятна от луча излучения, падающего на дорожку носителя записи. Оптический диск вращается, и пятно позиционируется в радиальном направлении по центру дорожки с помощью средства сервопривода для сканирования дорожки. В процессе сканирования цепь фазовой синхронизации сервосистемы синхронизирована с частотой вращения диска для считывания сервоструктуры ПУС. Цепь фазовой синхронизации данных синхронизирована со скоростью обращения к данным ПЛС. Известные носитель записи и устройство записи имеют недостатки, которые заключаются в том, что для надежного обнаружения заголовков первая цепь фазовой синхронизации должна быть синхронизирована с сервоструктурой ПУС, и вторая цепь фазовой синхронизации должна быть синхронизирована с плотностью данных ПЛС.

Задачей изобретения является обеспечение оптического диска и устройства для записи и считывания, предназначенного для более надежного и менее сложного обнаружения заголовков.

С этой целью оптический диск, который описан в начале изобретения, характеризуется согласно изобретению тем, что фаза периодических характеристик содержит скачок фазы на предопределенном расстоянии перед каждым заголовком. В этом случае возникает эффект, при котором средство обнаружения заголовков может активизироваться на время для надежного обнаружения заголовков, которые следуют за фазовым скачком на заданным расстоянии. В этом случае преимуществом является то, что ошибки при обнаружении заголовков, например при ошибочном обнаружении заголовка в случае сканирования части дорожки, уменьшаются, так как наличие фазового скачка должно обнаруживаться первым.

С целью, упомянутой выше, устройство записи, которое описано в начале изобретения, характеризуется согласно изобретению, тем, что средство обнаружения заголовка размещается с возможностью обнаружения фазового скачка в фазе периодических характеристик на заданном расстоянии перед каждым заголовком. Устройство считывания, которое описано в начале изобретения, характеризуется согласно изобретению тем, что средство обнаружения заголовка размещается с возможностью обнаружения фазового скачка в фазе периодических характеристик на заданном расстоянии перед каждым заголовком. В этом случае преимуществом является то, что происходит меньше ошибок при обнаружении заголовков в неблагоприятных условиях считывания, например при наличии помех или грязи.

Изобретение также основано на следующем понятии, которое относится к надежности обнаружения заголовков при оптической записи с высокой плотностью с использованием заголовков ПЛС. Заголовки содержат метки, например, показывающие адрес, записанный с плотностью заголовка, которая в структуре заголовка ПЛС по существу равна плотности записи данных в частях дорожек. Следовательно, при сканировании диска заголовки нельзя непосредственно обнаружить из частотных составляющих его содержимого. Однако периодические характеристики формируют сервосигналы в различном частотном диапазоне, в котором любое шарообразное изменение сервосигналов можно надежно обнаружить отдельно из интерференции данных или меток адреса.

Вариант реализации оптического диска отличается тем, что заголовки выровнены в радиальном направлении и соответствующие фазовые скачки выровнены в радиальном направлении. В этом случае преимуществом является то, что при сканировании перекрестные помехи от соседних дорожек приводят к меньшему возмущению сервосигналов.

Другие преимущественные, предпочтительные варианты реализации устройства и блока обнаружения согласно изобретению приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает носитель записи;

фиг.2 изображает оптический диск из предшествующего уровня техники со структурой заголовков ПЛС;

фиг.3 изображает оптический диск, разделенный на зоны;

фиг.4 изображает схему расположения заголовков и секторов;

фиг.5 изображает устройство для считывания носителя записи;

фиг.6 изображает устройство для записи и считывания носителя записи;

фиг.7 изображает сервоструктуру площадки /углубления на границе зоны;

фиг.8 изображает оптический диск, имеющий дорожку с качанием;

фиг.9 изображает сигналы сервосистемы, которые вырабатываются на границе зоны; и

фиг.10 изображает скачок фазы в частях дорожки с качанием.

Соответствующие элементы на различных чертежах имеют идентичные позиции.

На фиг.1а изображен носитель 1 записи в форме диска, имеющий дорожку 9, которая предназначена для записи, и центральное отверстие 10. Дорожка 9 размещается в соответствии со структурой оборотов, образующих по существу параллельные спиральные дорожки. Дорожка 9 на носителе записи показана с помощью структуры с предварительно тисненными дорожками, выполненной при изготовлении чистого носителя записи. Картина дорожки образована, например, с помощью предуглубления 4, которое позволяет следовать головке для считывания/записи за дорожкой 9 во время сканирования. Изобретение применимо соответствующим способом к другим структурам дорожек, которые имеют по существу параллельные дорожки, в которых обороты являются концентрическими вместо спиральных, образуя круговые дорожки.

На фиг.1b изображен разрез вдоль линии b-b носителя 1 записи, в котором прозрачная подложка 5 выполнена с записывающим слоем 6 и защитным слоем 7. Предуглубление 4 можно выполнить в виде выемки или возвышения или из материала со свойствами, благодаря которым материал отклоняется от своего нормального состояния. Записывающий слой 6 может быть оптически или магнитооптически (МО) записываемым посредством устройства для записи информации, например, как в известной CD-считываемой системе. Во время записи записывающий слой локально нагревают лучом электромагнитного излучения, таким как лазерный луч. Записывающий слой в носителе с перезаписываемой записью образуется, например, с помощью материала с фазовым переходом, который приобретает аморфное или кристаллическое состояние при его нагреве до требуемой степени.

На фиг.1с изображена альтернативная картина дорожки, состоящая из чередующихся дорожек с возвышением и углублением, которые называются площадками 11 и углублениями 12. Следует отметить, что как площадки 11, так и углубления 12 служат в качестве записывающих дорожек. Каждый оборот имеет по меньшей мере одну область, с прерыванием площадок и углублений, образующих область заголовка. Для спиральной структуры углубления могут продолжаться в виде углублений сразу при каждом обороте после того, как область заголовков образует двойную спираль с помощью связанных площадок и связанных углублений. С другой стороны, сразу по меньшей мере за один оборот устанавливается переход от площадки к углублению или, наоборот, при переключении на другой тип после области заголовков.

Согласно изобретению, дорожки делятся в частях 3 записываемых дорожек на радиально выровненные заголовки 2. Части 3 дорожек предназначены для считывания и записи оптических меток, которые предоставляют пользователю информацию и предшествуют заголовкам для индивидуального доступа к каждой части дорожки. Заголовки содержат информацию о местоположении, показывающую местоположение заголовка и примыкающей к ней части дорожки, которая относится к началу дорожки и/или радиальным и угловым параметрам, например адресные метки, представляющие информацию об адресе. Адресные метки, расположенные на носителе записи записываемого типа, обычно наносятся с помощью тиснения в процессе изготовления с возможностью позиционирования считывающей/записывающей головки везде на еще не записанном носителе записи. Заголовки располагаются в нескольких, например четырех, угловых положениях при каждом обороте дорожки, что соответствует местоположению заголовков, используемых в системе с постоянной угловой скоростью (ПУС). Однако информацию о местоположении в заголовках в указанных местоположениях ПУС записывают с плотностью ПЛС, то есть метки кодируют информацию о положении с постоянной плотностью. Это схематически показано прямоугольными областями 2 заголовков на фиг.1а. Благодаря местоположению ПУС заголовков части дорожек имеют длину, пропорциональную радиальному положению, то есть расстоянию до середины центрального отверстия 10. Части дорожек записываются с постоянной плотностью и поэтому количество данных в части дорожек пропорционально радиальному местоположению, которое называется форматом ПЛС. Данные внутри частей дорожек и информацию о местоположении в примыкающем заголовке записывают с одинаковой плотностью и можно считать тем же самым средством считывания. Данные, которые будут записываться, разделяются на сектора с фиксированной длиной, причем они записываются от первого произвольного углового и радиального положения до второго произвольного положения, при этом эти положения располагаются между заголовками. В формате диска согласно изобретению не требуется иметь число секторов, точно соответствующих обороту, что дает дополнительные преимущества при средней плотности данных, так как не требуется разбиения на зоны или можно использовать маленькие зоны. Упомянутые произвольные положения можно вычислить в соответствии с несколькими формулами, зная при этом количество данных, записываемых в каждой части дорожки. Следовательно, меньшие затраты на заголовки достигаются с использованием нескольких выровненных заголовков ПУС за оборот и за счет записи секторов с постоянной плотностью ПЛС, причем сектора не выровнены с заголовками.

На фиг.2 изображен оптический диск 21 предшествующего уровня техники, такой как ЦВД-ОЗУ (DVD-RAM), использующий формат для зон ПЛС (ПЛС = постоянная линейная скорость, то есть постоянная плотность записи, которая не зависит от радиального положения). Заголовки 22, 23, 24 выполнены для каждого сектора, и область записи диска разделена на соосные кольцевые зоны. В каждой части дорожки, расположенной внутри одной из зон, размещается один сектор, и связанный заголовок содержит физический адрес для этого сектора. Каждая зона имеет фиксированное число секторов на один оборот, и число зон увеличивается на одну для каждой направленной наружу в радиальном направлении следующей зоны. Заголовки 24 первого сектора при каждом обороте выравниваются в радиальном направлении. Дополнительные заголовки 22, 23 выравниваются в пределах зоны, и в пределах упомянутой зоны количество данных, которые записываются за один оборот, остается постоянным в соответствии с системой ПУС (постоянная угловая скорость). Формат этого диска называется зонным ПЛС (ЗПЛС). Однако диск ЗПЛС предшествующего уровня техники имеет значительные потери объема памяти данных из-за большого количества заголовков. Эти потери рассматриваются как затраты, которые уменьшаются благодаря настоящему изобретению.

На фиг.3 изображен зонный оптический диск согласно изобретению. Диск имеет область 31 записи, расположенную от внутреннего диаметра 32 до внешнего диаметра 33. Область записи содержит круговые или спиральные дорожки (как показано на фиг.1), и дорожки прерываются заголовками 34, образуя части дорожек. Заголовки выровнены в радиальном направлении, в частности начало заголовков выровнено в прямом направлении вдоль радиальных линий 36. Область 31 записи диска делится на соосные кольцевые зоны, и в пределах каждой зоны размещаются части дорожек для записи одинакового количества данных. В пределах зоны плотность в начале зоны имеет номинальный уровень, то есть плотность ПЛС и плотность уменьшается пропорционально радиальному положению связанной с ним части дорожки, и в начале следующей зоны плотность устанавливается на номинальном уровне. Следовательно, плотность в пределах каждой зоны соответствует системе ПУС. Средняя плотность всей области записи является немного ниже номинального уровня ПЛС, поэтому потери при разбиении на зоны зависят от числа зон, например потери будут больше, если будет только несколько больших зон. Следовательно, каждая часть дорожек в пределах одной из зон размещается для записи того же самого заданного количества данных с плотностью части дорожек, и среднее значение плотностей частей дорожек внутри одной зоны по существу равно плотности ПЛС. Заголовки записываются с плотностью данных, которая уменьшается в наружном направлении в пределах зоны, соответствующей системе ПУС, при этом конечные части 35 заголовков выравниваются на радиальных отрезках 35 линии под различным углом, образуя структуру наподобие пилообразной на каждой "спице". В варианте реализации диска части дорожек выполнены с периодическими характеристиками, показывающими плотность для соответствующей части дорожки. Во время сканирования в устройстве считывания периодические характеристики позволяют получить периодический сигнал в блоке сканирования, например в виде сигнала сервосистемы или сигнала считывания данных. Периодические сигналы можно использовать для синхронизации записи или считывания данных, например, с помощью схемы цепи фазовой синхронизации, синхронизированной с периодическим сигналом. Периодические характеристики могут иметь изменение местоположений дорожки в поперечном направлении к дорожке, которое называется качанием, или другие изменения ширины и глубины дорожки. Качание дорожки для диска ПЛС без заголовков, например CD-R, описано в патенте США №4901300 (D2). В варианте осуществления зонного диска согласно изобретению качания дорожки в пределах зоны выровнены по радиусу. Число качаний внутри части дорожки является постоянным и фиксированное количество данных соответствует одному качанию, например одно качание равно 324 бит канала, и кадр равен 6 качаниям или 1944 битам канала или 155 битам данных для заданного кода канала.

На фиг.4 изображена схема расположения заголовка и сектора. На фиг.4а показана в увеличенном и схематическом виде структура площадки/углубления, которая прерывается заголовками. Первое углубление 41 прерывается областью 40 заголовка. Первая площадка 42 примыкает в радиальном направлении к первому углублению 41, и дополнительное углубление и площадка следуют друг за другом. Углубления выполнены с изменением в поперечном направлении местоположения, так называемые качания, которые выровнены между углублениями. Область заголовка делится на первую часть 43, которая используется для заголовка углубления, и вторую часть 44 для заголовка площадки. Следовательно, при считывании адресных меток 45, представляющих собой информацию о местоположении, не возникают помехи от адресных меток в соседней области, расположенной в радиальном направлении.

На фиг.4b изображена схема расположения частей заголовка и дорожки, которая показывает логическое назначение сохраняемой информации. Единицей длины является период качания, который соответствует, как объяснено выше, фиксированному количеству бит канала. Первой приведена область 40 заголовка, которая разделена на часть 43 заголовка углубления и часть 44 заголовка площадки. Поэтому за ней следует часть 46 управления качания для управления считыванием сохраненных данных. Часть 46 управления разделена на область "пропуска" (незаписанная область, непосредственно примыкающая к области заголовка), защитную область для начала операции записи (некоторое изменение в начальной точке позволяет предотвратить износ), область ГПЧ (VFO) для синхронизации генератора переменной частоты (ГПЧ) и область синхронизации (SINC) для логической синхронизации кода канала. После части 46 управления следует область 47 "данных" для хранения пользовательских данных, причем область "данные" имеет длину, зависящую от радиального положения части дорожки. Последняя часть 48 части дорожки перед следующей областью заголовка разделена на ОККК (останов кодирования кода канала (Post Amble)) для прекращения кодирования кода канала, вторую область "защиты" и вторую область "пропуска" с подобными функциями "пропуска" и "защиты" в части 46 управления.

На фиг.4с изображен логический формат данных. Пользовательские данные разделены на сектора 142 с фиксированной длиной в 2 кбайта, каждый из которых, например, требует 98 качаний при записи. Сектора, число которых составляет, например, 32, соединены вместе, образуя блок КИО (код исправления ошибок), в котором коды исправления ошибок включены для исправления ошибок по всему блоку КИО. Такой длинный блок КИО обеспечивает более лучшую защиту от пакетных ошибок и имеет минимальное количество записываемых данных. Если необходимо изменить только один сектор, полный блок КИО необходимо перезаписать, включая вновь вычисленные коды ошибок. Сектор 141 связи, который имеет только несколько качаний, служит в качестве буфера между блоками КИО, что позволяет производить независимую запись таких блоков. Обычно в сектор связи записывают фиктивные данные, чтобы удостовериться, что никакие промежуточные пустые области не остались в нем. Очевидно, что блок КИО не соответствует точно части дорожки, причем блок может быть больше или меньше, чем область 47 "данные" внутри части дорожки. Фактическое начало блока КИО можно легко вычислить из длины блока, адреса блока и размера частей дорожки, который изменяется заданным способом в зависимости от радиального положения. Указанное вычисление позволяет получить номер дорожки, номер заголовка в пределах дорожки и расстояние от этого заголовка, например, выраженной в виде числа качаний. В варианте реализации оптического диска информация о местоположении в заголовке содержит номер дорожки, показывающий радиальное положение дорожки и номер заголовка, показывающий угловое положение заголовка. Следует отметить, что специфический заголовок будет всегда находиться в пределах блока со специфическим адресом, и в нем всегда будет расположен следующий блок на известном расстоянии от этого заголовка. В варианте реализации оптического диска информация о местоположении в заголовке содержит адрес блока, показывающий блок, располагаемый в заголовке, и индикатор следующего блока, показывающий расстояние от заголовка до начала следующего блока. Адрес блока может быть блоком, который начинается перед и включает в себя заголовок, или может быть адресом следующего начального блока.

На фиг.5 и 6 изображены устройства согласно изобретению для сканирования носителя 1 записи. Устройство (фиг.5) размещается для считывания носителя 1 записи, причем носитель записи идентичен носителям записи, показанным на фиг.1 или 3. Устройство снабжено считывающей головкой 52 для сканирования дорожки на носителе записи и средством управления считыванием, содержащим средство 55 возбуждения для вращения носителя 1 записи, блок 53 считывания, например, содержащий канальный декодер и устройство исправления ошибок, средство 51 слежения и блок 56 управления системой. Считывающая головка содержит оптическую систему известного типа для формирования пятна 66 излучения, сфокусированного на дорожку записывающего слоя носителя записи посредством луча 65 излучения, который направляется через оптические элементы. Луч 65 излучения формируется с помощью источника излучения, например лазерного диода. Считывающая головка дополнительно содержит привод для фокусировки луча 65 излучения на записывающий слой и привод 59 системы слежения для точного позиционирования пятна 66 в радиальном направлении в центре дорожки. Привод 59 системы слежения может содержать катушки для радиального перемещения оптического элемента или может быть размещен для изменения угла отражающего элемента на подвижной части считывающей головки или на части в фиксированном положении в части корпуса оптической системы, которая устанавливается в фиксированном положении. Излучение, отсаженное от записывающего слоя, обнаруживается детектором обычного типа, например четырехквадрантным диодом, для выработки сигналов 57 детектора, который включает в себя считывающий сигнал, ошибку системы сопровождения и сигнал ошибки фокусировки. Устройство снабжено средством 51 следящей системы, связанной со считывающей головкой для приема сигнала ошибки системы слежения из считывающей головки и для управления приводом 59 следящей системы. Во время считывания считывающий сигнал преобразовывается в выходную информацию, показанную стрелкой 64, в блоке 53 считывания. Устройство снабжено детектором 50 заголовка для обнаружения области заголовка и поиска информации адреса, который поступает из сигналов 57 детектора, при сканировании областей заголовков дорожек носителя записи. Средство обнаружения заголовка размещается с возможностью считывания информации о местоположении из заголовков по существу с плотностью данных, которая по существу соответствует постоянной плотности, используемой в ПЛС. Устройство имеет средство 54 позиционирования для грубого позиционирования считывающей головки 52 в радиальном направлении на дорожке, причем точное позиционирование выполняется с помощью средства 59 системы слежения. Устройство дополнительно снабжено блоком 56 управления системой для приема команд из системы управления компьютером или от пользователя и для управления устройством через управляющие линии 58, например системную шину, подсоединенную к средству 55 возбуждения, средству 54 позиционирования, детектору 50 заголовка, средству 51 системы слежения к блоку 53 считывания. В конце блок управления системой содержит схему управления, например микропроцессор, программируемую память и управляющие вентили для выполнения процедур, описанных ниже. Блок 56 управления системой можно также выполнить в виде машины состояний в логических схемах. Следует отметить, что заголовки располагаются в положениях ПУС и поэтому количество данных в частях дорожек зависит от радиального положения. Блок 53 записи размещается с возможностью удаления заголовков из считываемых данных, причем удалением можно управлять по линиям 58 управления с помощью детектора 50 заголовка. С другой стороны, средство считывания выполнено со средством деформатирования, которое распознает и удаляет заголовки, и, кроме того, управляет информацией из потока данных. В варианте реализации устройство считывания размещается с возможностью считывания диска, имеющего непрерывные качающиеся дорожки, как описано ниже со ссылкой на фиг.8. Средство управления считыванием размещается с возможностью обнаружения периодических характеристик и для считывания в зависимости от этого того же самого заданного количества данных с каждой дорожки, расположенной в пределах одной из зон. Синхронизация считывания синхронизирована с периодическими характеристиками, и блок 53 считывания считывает фиксированное число бит канала для каждого момента периодических характеристик. В варианте реализации средство управления считыванием размещается с возможностью выборки данных из области дорожки, следующей за незаписанной областью. Синхронизация считывания синхронизирована с периодическими характеристиками в незаписанной области, и, следовательно, скорость считывания корректируется во время сканирования незаписанной области.

Блок 56 управления системой размещается с возможностью выполнения поиска информации о местоположении и процедуры позиционирования так, как описано ниже. Требуемый адрес блока получают из команды, которую принимают от пользователя или из управляющего компьютера. Положение блока, выраженное в номере дорожки и номере заголовка и расстоянии от заголовка, вычисляется на основании известного количества данных, которое хранится в каждой части дорожки. Для зонного формата можно использовать таблицу, которая предоставляет каждой зоне первый адрес блока и длину частей дорожек, которая фиксируется в зоне. Затем определяют радиальное расстояние от текущего положения до требуемого номера дорожки и вырабатывают управляющий сигнал для средства 54 позиционирования для радиального перемещения считывающей головки 52 к требуемой дорожке. После завершения радиального перемещения считывают заголовок с помощью детектора 50 заголовка. Считанный сигнал заголовка обрабатывают для того, чтобы обнаружить, была ли считана требуемая дорожка. Если это так, то блок управления системой переходит в состояние ожидания до тех пор, пока не получит требуемый заголовок. Затем перед вычислением расстояния из заголовка отбрасывают любые данные о заголовке, и данные из требуемого блока считывают из положения связи в пределах сектора связи, который описан со ссылкой на фиг.4с. На практике будут считывать все данные, начиная с заголовка, и любые данные перед началом запрашиваемого блока будут отброшены, и в течение считывания местоположение связи действительно равно началу блока.

Блок 56 управления системой предпочтительно размещается для объединения первого количества данных из первой части дорожки по меньшей мере с одним дополнительным количеством данных, которые считывают из последовательной части дорожки, при этом по меньшей мере одно дополнительное количество данных содержит конечное количество данных, восстановленных из части дорожки вплоть до следующего положения связи. Следовательно, полный блок КИО содержит первое количество из части первой считанной части дорожки, конечное количество из части последней считанной части дорожки и, по возможности, большое промежуточное количество из частей дорожек, расположенных между первой и последней частью дорожки.

На фиг.6 изображено устройство для записи информации на носитель записи согласно изобретению, типа, который (пере)записывается, например, магнитооптическим или оптическим способом (путем перехода фазы или окраски) посредством луча 65 электромагнитного излучения. Устройство также приспособлено для считывания и содержит те же самые элементы как и устройство для считывания, описанное выше на фиг.5, за исключением того, что оно имеет записывающую/считывающую головку 62 и средство управления записью, которое содержит средство 55 возбуждения для вращения носителя 1 записи, блок 60 записи, который содержит, например, устройство форматирования, кодер ошибок и канальный кодер, средство 51 слежения и блок 56 управления системой. Записывающая/считывающая головка 62 имеет то же самое назначение, как и считывающая головка 52 совместно с функцией записи, и связана с блоком 60 записи. Информация, которая подается на вход средства 60 записи (показанная стрелкой 63), распределяется по логическим и физическим секторам в соответствии с правилами форматирования и кодирования и преобразовывается в сигнал 61 записи для записывающей/считывающей головки 62. Блок 56 управления системой размещается для управления средством 60 записи и для выполнения восстановления информации о местоположении и процедуры позиционирования так, как описано выше для устройства считывания. Во время операции записи метки, представляющие собой информацию, формируются на носителе записи. Запись и считывание информации для записи на оптические диски и используемые правила форматирования, исправления ошибок и кодирования канала, хорошо известные в технике, например, из системы CD. В частности, средство 50 обнаружения заголовков размещается для считывания информации о местоположении из заголовков по существу с плотностью данных, которая по существу соответствует постоянной плотности, используемой в ПЛС. В устройстве записи или в устройстве считывания средство обнаружения заголовков синхронизировано с синхронизацией данных, причем синхронизация вырабатывается с помощью средства выработки синхронизации. Синхронизация данных также используется для управления средством 60 записи и/или блока 53 считывания. Средством выработки синхронизации можно управлять с помощью блока 56 управления системой на основании радиального положения, зоны и скорости вращения диска. В варианте реализации устройства средство выработки синхронизации содержит цепь фазовой синхронизации, например, размещенной в средстве обнаружения заголовков, причем цепь фазовой синхронизации синхронизирована с периодическими характеристикам дорожки, такими как качание, во время сканирования. После "перескока" головки 52, 62 в новое местоположение для сканирования средство выработки синхронизации может предварительно установить значение синхронизации данных в новое местоположение, или ширина полосы цепи фазовой синхронизации может увеличиваться для быстрой синхронизации с новой частотой качания. Следовательно, средство управления записью размещается для обнаружения периодических характеристик и для синхронизации цепи фазовой синхронизации с их периодичностью. Заданное фиксированное число бит канала записывается, соответствуя каждому моменту периодических характеристик, и так как в пределах зоны число периодических характеристик на один оборот дорожки является постоянным, то же самое заданное количество данных находится в каждой дорожке в пределах одной из зон.

На фиг.7 изображена картина сервосистемы с площадкой/углублением на границе зоны. Дорожки, отмеченные L (площадка) и G (углубление), необходимо сканировать слева-направо, и они соединяются через спираль (не показано) с левой стороны фигуры. Дорожки сформированы с качаниями или другими выполненными изменениями, показывающими плотность хранения данных на части дорожки. Первая дорожка 71 углубления является последней дорожкой первой зоны и имеет качание, соответствующее плотности данных в той зоне, при этом последняя часть упомянутой первой дорожки углубления показана на левой стороне фигуры. После прерывания с помощью области 70 заголовков первая дорожка 71 углубления продолжается в виде второй дорожки 73 углубления, принадлежащей следующей зоне, которая выполнена с качанием, соответствующим этой следующей зоне, и, следовательно, промежуточная дорожка 72 площадки формирует границу 74 зоны. От зоны к зоне число качаний в части дорожки можно увеличить, например, на 1 качание или с помощью кадра из 6 качаний. В формате площадки/углубления качание реализовано в углубления, и на площадке углубления от двух соседних углублений добавляют в сигнал сервосистемы, на площадке 72, расположенной между зонами, существует интерференция между двумя качаниями со слабо различимым периодом, например, когда число качаний в части дорожек увеличивается на один кадр (шесть качаний) на границе зоны, сигнал сервосистемы будет затухать до нуля шесть раз. Преимущество, связанное с наличием только одного качания за одну часть дорожки, на границе зоны, заключается в том, что происходит только одно затухание сигнала сервосистемы. При наличии одного или только нескольких затуханий часть дорожки дает достаточно длинную область перед заголовком, где присутствует сигнал сервосистемы с достаточной амплитудой для сохранения цепи фазовой синхронизации в состоянии синхронизации. Следовательно, считывание заголовка также возможно на граничных частях дорожки и даже возможны данные записи в таких частях дорожки. С другой стороны, можно обойти граничные части дорожки и даже по меньшей мере один заголовок, непосредственно следующий за оборотом границ. Сервосигнал дорожки 72 площадки имеет интерференцию с двумя различными качаниями, и это не легко использовать для хранения данных. Можно предпринять дополнительные меры в устройстве записи и считывания для подсчета эффектов интерференции, но в практическом варианте осуществления дорожки 72 площадки это не используется для хранения данных в течение полного оборота, при этом неиспользованный оборот формирует границу 74 зоны. Следует отметить, что на границе 74 первого заголовка 76 площадки, второго заголовка 77 площадки и так далее, вплоть до последнего заголовка 78 площадки, нельзя произвести надежное считывание из-за интерференции. В варианте осуществления диска (для надежной работы) не используются два дополнительных заголовка, что в результате приводит к 1,25 неиспользуемой дорожке площадки при восьми заголовках на оборот. В варианте осуществления диска (по причинам симметрии, то есть тот же самый объем памяти для площадки и углубления) объем дорожек углублений ограничивается также обходом того же самого количества дорожек углублений на каждой границе зоны, показано на фиг.7 в виде дорожки 73 углубления.

На фиг.8 изображен оптический диск 1, имеющий "качающуюся" дорожку. Область записи 81 разделена на три соосные, кольцевые зоны 82, 83 и 84. Каждая зона выполнена с качающимися, круговыми или спиральными дорожками 85. Внутренняя зона 84 имеет, например, n периодов качания, средняя зона 83 имеет n + 8 периодов и внешняя зона n + 16 периодов. Число качаний и амплитуда выбраны только в целях иллюстрации. Число периодических характеристик в начале зоны должно быть пропорционально радиальному расстоянию до центра диска. С помощью выбора соответствующего размера зон можно выбрать различие в числе периодических характеристик от зоны к зоне, которое будет низким по отношению к общему числу периодических характеристик в обороте. Например, для большого количества зон (100) различие может достигать только нескольких периодов качания (1% для радиального диапазона с диаметром n-2n) от зоны к зоне. Полученный в результате сигнал имеет сильную составляющую, которая относится к периодичности (например, частота качаний), и амплитуду, промодулированную относительно низкой частотой из-за перекрестных помех или суммирования сигналов от соседних дорожек. В практических целях разность в периодичности необходимо выбирать четной, например 4, 6, 8, 16, 32, 48 или 64, тогда как число качаний составляет приблизительно 3200 в самой внутренней зоне. При выборе такой низкой разности интерференционным сигналом можно управлять, и максимум интерференции может располагаться в заданных положениях. В варианте осуществления в формате диска с заголовками, который описан выше со ссылкой на фиг.1а и 3, максимум интерференции может располагаться относительно заголовков. В частности, максимальная интерференция располагается по возможности дальше от заголовков так, чтобы заголовки можно было легко обнаружить, так как цепь фазовой синхронизации имеет достаточно сильный сигнал для синхронизации. Следовательно, в варианте реализации диск имеет формат углубления площадки, и разность фаз качаний, ограничивающих площадку между двумя примыкающими зонами, по существу равна нулю вблизи заголовков. Преимущественным выбором является разность только одного качания в каждой части дорожки, поэтому максимальная интерференция может располагаться в середине граничной части дорожки и минимум в заголовке.

На фиг.9 изображены сервосигналы, которые вырабатываются на границе зоны. Первый сигнал 91 имеет число периодов n и он может вырабатываться при сканировании последней дорожки зоны за полный оборот. Третий сигнал 93 вырабатывается из первой дорожки в пределах следующей зоны и имеет n+4 периодов. Второй сигнал 92 вырабатывается из граничной дорожки, расположенной между двумя зонами, и показывает интерференцию от двух комбинирующих сервосигналов с двумя различными частотами качаний. Так как разность в количестве периодов составляет 4, сигнал показывает затухание 94 в 4 местоположениях. Второй сигнал 92 вырабатывается при сканировании промежуточной площадки, расположенной между двумя зонами, имеющей углубления с качанием, так что сигнал равен сумме двух качаний, и происходит полное затухание. В другом варианте реализации интерференция вызвана взаимными помехами от соседней дорожки и вместо полного затухания происходят частичные затухания (амплитудные изменения). Граничные дорожки можно обойти при записи данных, или цепью фазовой синхронизации можно управлять для сохранения синхронизации в случае, когда происходит (частичное) затухание 94.

На фиг.10а изображен скачок фазы в качающихся частях дорожки и заголовках. Верхняя дорожка 100 является углублением, которое прерывается с помощью заголовка, включающего в себя заголовок 104 углубления, и продолжается после прерывания. Вторая дорожка 101, которая сформирована с помощью площадки, является примыкающей и прерывается с помощью заголовка, включающего в себя заголовок 105 площадки. Структура углубления площадки повторяется на области записи. Углубления выполнены с поперечной модуляцией положения, с так называемым качанием, причем один период показан стрелкой 102. Структура площадки/углубления прерывается перед заголовком на заданном расстоянии, при этом качание выполнено со скачком 103 фазы. Скачок фазы на 180 градусов (как показано) наиболее легко обнаружить, но можно использовать и другие значения, например, в структуре, показывающей дополнительную управляющую информацию. В варианте реализации скачки фазы выравниваются в радиальном направлении (фиг.10). Выравнивание минимизирует поперечные помехи только в структурах углублений и выдает четкий сигнал скачка фазы при сканировании граничной площадки в структуре площадки/углубления.

На фиг.10b показан скачок фазы качающихся частей дорожки на границе зоны. Зонный диск был описан выше со ссылкой на фиг.3 и 7. На чертеже центр диска предполагается будет ниже (не показано), и сканирование проходит в наружном направлении от центра (на чертеже в направлении вверх). В нижней части фигуры показана первая зона, последняя дорожка 108 которой продолжается в виде первой дорожки 109 следующей зоны. Хотя фазовые скачки 110 в первой зоне выравниваются и также выравниваются фазовые скачки 103 во второй зоне, на граничной площадке 107 отсутствует точное выравнивание вследствие того факта, что число качаний за один оборот увеличивается. В показанном примере был выбран скачок фазы, который происходит при одном полном качании перед прерыванием. Расстояние может зависеть от других параметров, таких как зона или радиальное положение, но в предпочтительном варианте реализации расстояние соответствует фиксированному числу бит канала, которые записываются с той же самой плотностью, как и информация о местоположении в заголовках.

Хотя изобретение было объяснено посредством вариантов реализации, в которых используются четыре или восемь заголовков на каждый оборот, будет ясно, что другое число или комбинации чисел можно использовать в изобретении. Например, было приведено описание диска считываемого типа, но в изобретении можно использовать также диски, содержащие записанные данные, или тип дисков только для считывания. Кроме того, изобретение охватывает каждую новую особенность или комбинации особенностей.

Формула изобретения

1. Оптический диск, содержащий область для записи данных, закодированных в оптических метках с плотностью записи, при этом область записи содержит круговые или спиральные дорожки, сформированные с помощью сервоструктуры, содержащей заголовки, чередующиеся с частями дорожки, причем заголовки содержат информацию о местоположении, закодированную с плотностью заголовков, и части дорожек содержат периодические характеристики, отличающийся тем, что фаза периодических характеристик содержит скачок фазы на заданном расстоянии перед каждым заголовком.

2. Оптический диск по п.1, отличающийся тем, что скачок фазы является инверсией фазы.

3. Оптический диск по п.1 или 2, отличающийся тем, что периодические характеристики включают качание дорожки в радиальном направлении.

4. Оптический диск по одному из пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что заголовки выровнены в радиальном направлении и соответствующие фазовые скачки выровнены в радиальном направлении.

5. Оптический диск по одному из пп.1-3 или 4, отличающийся тем, что заданное расстояние соответствует фиксированному количеству данных с упомянутой плотностью заголовков.

6. Оптический диск по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что область записи содержит записанные данные.

7. Оптический диск по п.6, отличающийся тем, что оптический диск представляет собой тип диска только для считывания.

8. Устройство для записи данных на оптический диск, содержащее область для записи, имеющую круговые или спиральные дорожки, сформированные с помощью сервоструктуры, содержащей заголовки, чередующиеся с частями дорожки, причем части дорожек содержат периодические характеристики, а заголовки содержат информацию о местоположении, закодированную с плотностью заголовков, при этом устройство содержит записывающую головку, средство управления записью и средство для позиционирования записывающей головки на дорожке в местоположении, в котором будет осуществляться запись, причем средство позиционирования содержит средство обнаружения заголовков для поиска информации о местоположении из заголовков, отличающееся тем, что средство обнаружения заголовков размещается с возможностью обнаружения фазового скачка в фазе периодических характеристик на заданном расстоянии перед каждым заголовком.

9. Устройство записи по п.8, отличающееся тем, что средство управления записью размещается с возможностью управления скоростью записи в зависимости от периодических характеристик.

10. Устройство для считывания данных с оптического диска, причем оптический диск имеет область для записи, содержащую круговые или спиральные дорожки и сформированную с помощью сервоструктуры, содержащей заголовки, чередующиеся с частями дорожки, при этом части дорожек содержат периодические характеристики, а заголовки содержат информацию о местоположении, закодированную с плотностью заголовков, причем устройство содержит считывающую головку, средство управления считыванием и средство для позиционирования считывающей головки на дорожке в местоположении, в котором будет осуществляться считывание, причем средство позиционирования содержит средство обнаружения заголовков для поиска информации о местоположении из заголовков, отличающееся тем, что средство обнаружения заголовков размещается с возможностью обнаружения фазового скачка в фазе периодических характеристик на заданном расстоянии перед каждым заголовком.

11. Устройство для считывания по п.10, отличающееся тем, что средство управления считыванием размещается с возможностью поиска данных из области дорожки, следующей за незаписанной областью с помощью настройки скорости считывания во время сканирования незаписанной области в зависимости от периодических характеристик.

12. Устройство для считывания по п.10 или 11, отличающееся тем, что средство обнаружения заголовков размещается с возможностью обнаружения фазового скачка во время сканирования незаписанной области для поиска данных из области дорожки, следующей за незаписанной областью.

РИСУНКИ